DE2649712A1 - FILTER PRESS ELECTROLYSIS CELL - Google Patents
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Description
betreffend:
"Filterpressen-Elektrolysezelle"concerning:
" Filter press electrolysis cell "
Die Erfindung betrifft dipolare Filterpressen-Elektrolysezellen, deren Rahmen aus Kunststoff besteht und mit einer Folie beschichtet ist, welche mit Hilfe eines bestimmten Klebers daran haftet. Diese Elektrolysezellen eignen sich besonders für die Chloralkalielektrolyse.The invention relates to dipolar filter press electrolysis cells, the frame is made of plastic and with a Foil is coated, which adheres to it with the help of a certain adhesive. These electrolysis cells are suitable especially for chlor-alkali electrolysis.
Wegen der hochoxidierenden Arbeitsbedingungen in Chloralkalielektrolysezellen wurde für die Werkstoffe der Zelle bereits viel Entwicklungsarbeit geleistet, um ein beständiges, billiges Material zu finden. Man hat bereits versucht, die Elektroden mit einem Fluorkohlenwasserstoff zu überziehen, um das Elektrodenmaterial zu schützen (US-PS 3 645 796, 3 461 044, 3 679 568).Because of the highly oxidizing working conditions in chlor-alkali electrolysis cells Much development work has already been done for the materials of the cell in order to to find a durable, cheap material. Attempts have already been made to use the electrodes with a fluorocarbon coated to protect the electrode material (U.S. Patents 3,645,796, 3,461,044, 3,679,568).
Bisher wurden die meisten Bemühungen gerichtet auf die Verlängerung der Arbeitsfähigkeit von Elektroden und So far, most efforts have been directed towards extending the working life of electrodes and
den
Diaphragma und Zellaufbau, einschließlich der elektrischen Verbindungen. Hingegen wurden noch sehr geringe Anstren- the
Diaphragm and cell structure, including electrical connections. On the other hand, very little effort was
en
gungen zur Verbesserung des Zellrahmens oder der Trennung zwischen den nebeneinander liegenden Elektroden aufgewandt. en
Expenditures to improve the cell frame or the separation between the adjacent electrodes.
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Die meisten Zellem?ahmen sind aus gegebenenfalls mit Füllstoff versehenem Kunststoff geformt oder in anderer Weise hergestellt. Die meisten Zellenrahmen bestehen üblicherweise aus Polypropylen mit gegebenenfalls Asbest oder Calciumsilikat als Füllstoffe. Für die Zellenrahmen hat man auch bereits mit Graphit gefüllte Phenolformaldehydharze angewandt (US-PS 3 415 733)· Wie erwähnt, ist jedoch gegebenenfalls gefülltes Polypropylen das häufigste Konstruktionsmaterial für FiIterpressen-ElektrolysezellenrahmeA, insbesondere für die Chloralkalielektrolyse.Most cell meshes are out if necessary Molded or otherwise manufactured with filler-filled plastic. Most cell frames exist usually made of polypropylene with optionally asbestos or calcium silicate as fillers. For the cell borders there are also phenol-formaldehyde resins filled with graphite applied (U.S. Patent 3,415,733) · As mentioned, is however, possibly filled polypropylene is the most common construction material for filter press electrolytic cell frames. especially for chlor-alkali electrolysis.
Es wurde festgestellt, daß Zellenrahmen aus Polypropylen durch den Elektrolyt angegriffen werden können. Dieser chemische Angriff verkürzt die Arbeitsfähigkeit der Zellenrahmen. Noch nachteiliger ist jedoch, daß der Anolyt den Zellenrahmen angreift und die Korrosionsprodukte feinteilig ausfallen. Dieser Niederschlag kann Diaphragma und Membranen verstopfen. Diese werden dadurch nicht nur beschädigt, sondern es wird auch die Zellenleistungsfähigkeit herabgesetzt.It has been found that cell frames made of polypropylene can be attacked by the electrolyte. This chemical attack shortens the working capacity of the cell frames. However, it is even more disadvantageous that the Anolyte attacks the cell frame and the corrosion products are finely divided. This precipitate can clog the diaphragm and membranes. Not only will these be damaged by this, but it will be too cell performance degraded.
Aufgabe der Erfindung ist nun die Lösung dieses Problems. Nach der Erfindung wird es möglich, für die Zellenrahmen Werkstoffe anzuwenden, die normalerweise unverträglich sind mit dem Elektrolyten.The object of the invention is now to solve this problem. According to the invention it becomes possible for the cell frames Use materials that are normally incompatible with the electrolyte.
Nach der Erfindung wird auf den Zellenrahmen einer Chloralkalielektrolysezelle in Form einer Filterpresse eine chemisch inerte Folie befestigt und zwar mit Hufe eines Klebers auf der Basis eines Gyanacrylats. Bei den bevorzugt erfindungsgemäß angewandten Klebern handelt es, sich um monomere Ester von 2-Cyanacrylsäure, insbesondere um ein Alkyl-2-cyanacrylat. Diese Substanzen sind bekannt und im Handel verfügbar. Die Alkylgruppe des Cyanacrylats enthält 1 bis 6 C-Atome; mitAccording to the invention, on the cell frame of a chlor-alkali electrolysis cell in the form of a filter press a chemically inert film attached, namely with hooves of an adhesive based on a gyanacrylate. at the adhesives preferably used according to the invention are monomeric esters of 2-cyanoacrylic acid, in particular an alkyl 2-cyanoacrylate. These substances are known and commercially available. The alkyl group of the cyanoacrylate contains 1 to 6 carbon atoms; with
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Hilfe dieses Klebers gelingt die Fixierung einer chemisch stabilen Folie für stark Anolyte. Die Aufbringung des Klebers auf die Zellenrahmen kann in üblicher Weise wie durch händische Aufbringung, Spritzen, Bürsten oder dergleichen erfolgen.With the help of this adhesive, a chemically stable film for strong anolytes can be fixed. The application the adhesive on the cell frame can be applied in the usual way, such as by manual application, spraying, brushing or the like.
Es wurde bereits versucht, auf Kunststoffrahmen inerte Folien zu befestigen (US-PS 567 293). Dies geschieht entwpder durch mechanische Mittel, wie Klemmen oder dergl., oder durch Laminieren der Folie auf den Rahmen in der Wärme unter Druck. Wach diesem älteren Vorschlag soll kein Kleber dafür angewandt werden, da dieser dem chemischen Angriff durch Ghlordiffusion ausgesetzt wäre.Attempts have already been made to attach inert films to plastic frames (US Pat. No. 567,293). this happens either by mechanical means such as clamping or the like. Or by laminating the film to the Frame in the heat under pressure. According to this older suggestion, no glue should be used for this exposed to chemical attack by chlorine diffusion were.
Es wurde jedoch überraschenderweise festgestellt, daß mit den erfindungsgemäßen Klebern in Form von Gyanacrylaten die Haftfestigkeit der Folie am Rahmen größer ist als die Reißfestigkeit der Folie selbst.However, it was surprisingly found that with the adhesives according to the invention in the form of gyanacrylates the adhesive strength of the film on the frame is greater than the tear strength of the film itself.
Wie bereits darauf hingewiesen, besteht der Zellenrahmen im allgemeinen aus einem Kunststoff, wie Polypropylen oder Phenolformaldehydharz. Diese Stoffe können gegebenenfalls gefüllt sein, z.B. mit Asbest, Galciumsilikat oder Graphit. Die Erfindung ist anwendbar auf alle diese Arten von Kunststoffrahmen.As already pointed out, the cell frame is generally made of a plastic such as polypropylene or Phenol formaldehyde resin. These materials can optionally be filled, e.g. with asbestos, calcium silicate or Graphite. The invention is applicable to all of these types of plastic frames.
Es ist bekannt, eine inerte Folie zwischen Diaphragma und Zellenrahmen an der Anolytseite vorzusehen; wenn auch nicht notwendigerweise, so kann man doch gegebenenfalls eine ähnliche Folie auch auf der Katholytseite des Rahmens anordnen. Weist der Rahmen eine mittlere Trennwand auf, so kann man die Folie auch daran befestigen.It is known to provide an inert film between the diaphragm and the cell frame on the anolyte side; albeit not necessarily, but if necessary a similar film can also be used on the catholyte side of the Arrange the frame. If the frame has a central partition, the film can also be attached to it.
Als inerte Folie kommen Stoffe in Frage, die unter den stark «aggressive 709819/0754 Substances that come under the strongly «aggressive 709819/0754
oxidierenden Bedingungen innerhalb der Filterpressen-Elektrolysezelle chemisch, stabil sind, wie fluorierte Kohlenwasserstoffe, Polyphenylenoxid, Mischpolymere von Polyphenylenoxid, Polyarylsulfone, Polyphenylensulfide und dergleichen. Bevorzugt werden fluorierte Kohlenwasserstoffe, da sie gegenüber dem chemischen Angriff im wesentlichen inert sind und in einer Chloralakalielektrolysezelle nicht abgebaut werden.oxidizing conditions inside the filter press electrolytic cell are chemically stable, such as fluorinated hydrocarbons, polyphenylene oxide, copolymers of polyphenylene oxide, polyarylsulfones, polyphenylene sulfides and the same. Fluorinated hydrocarbons are preferred because they are resistant to chemical attack are essentially inert and in a chloral alkali electrolytic cell not be degraded.
Man kann zwar einen beliebigen fluorierten Kohlenwasserstoff anwenden, bevorzugt werden jedoch die fluorierten Polyalkylene. Diese können noch andere Halogensubstituenten enthalten, wie Polytetrafluoräthylen, fluorierte Äthylen-Propylen-Mischpolymere, Polychlortrifluoräthylen, Polyvinylidenfluorid, Polyäthylendichlortrifluoräthylen, Polyäthylentetrafluoräthylen, Tetrafluoräthylenperfluorvinyläthersulfonylchlorid-Mischpolymere, Perfluoralkoxytetrafluoräthylen-Mischpolymere und deren Gemische.Any fluorinated hydrocarbon can be used, but fluorinated hydrocarbons are preferred Polyalkylenes. These can also contain other halogen substituents, such as polytetrafluoroethylene, fluorinated ethylene-propylene copolymers, Polychlorotrifluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polyethylene dichlorotrifluoroethylene, Polyethylene tetrafluoroethylene, tetrafluoroethylene perfluorovinyl ether sulfonyl chloride copolymers, Perfluoroalkoxytetrafluoroethylene copolymers and their mixtures.
Polytetrafluoräthylen oder fluorierte Äthyl en-Propylen-Mischpolymere werden bevorzugt. Diese Produkte sind im Handel erhältlich.Polytetrafluoroethylene or fluorinated ethylene-propylene copolymers are preferred. These products are commercially available.
Die Stärke der Folie kann zwischen etxra 0,127 bis 6,35 betragen.The thickness of the film can be between about 0.127 to 6.35 be.
Each der Erfindung ist die Folie am Zellenrahmen mit Hilfe des klaren Acrylatklebers befestigt. Der Kleber wird auf den Zellenrahmen aufgetragen und dann die Folie aufgelegt. Er kann aufgebürstet, aufgespritzt oder durch Tauchen aufgebracht werdenJ die Bindung der Folie findet bei Raumtemperatur statt. Sie wird auf den Kleber aufgepreßt, Besonders vorteilhaft ist es, den Rahmen in einer Form zu bilden, Kleber aufzubringen und dann die Folie aufzupressen. Damit können im wesent-Each of the invention is using the foil on the cell frame Attached with the help of the clear acrylic adhesive. The glue is applied to the cell frame and then the foil hung up. It can be brushed on, sprayed on or applied by dipping. The binding of the film takes place at room temperature. It is pressed onto the adhesive, it is particularly advantageous Form the frame in a mold, apply glue and then press the film on. This can essentially
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lichen alle Diskontinuitäten vermieden werden. Wärme und Druck innerhalb der Form begünstigen die Bindung.all discontinuities are avoided. warmth and pressure within the mold promotes bonding.
Die erfindungsgemäß angewandten Cyanacrylatkleber sind bekannt (US-PS 2 784 215, 2 794 788, GB-PS 1 196 069), Im wesentlichen sind diese Kleber monomere Stoffe, die an der Atmosphäre härten, d.h. polymerisieren.The cyanoacrylate adhesives used according to the invention are known (US-PS 2,784,215, 2,794,788, GB-PS 1,196,069), Essentially, these adhesives are monomeric substances that harden, i.e. polymerize, in the atmosphere.
Besonders geeignete Cyanacrylate sind monomere Ester der 2-Cyanacrylsäure, entsprechend der allgemeinen Formel:Particularly suitable cyanoacrylates are monomeric esters of 2-cyanoacrylic acid, corresponding to the general Formula:
QNQN
I
= GOOR I.
= GOOR
CL.CL.
worin R eine 1 bis 16 GrAlkyl·*-* . ·...·- Cycloalkyl-, Alkenyl-, Cycloalkenyl-, Phenylgruppe oder ein Heterozyklus, wie eine Furfurylgruppe^ sein kann. Die Substituenten können noch substituiert sein, soweit diese Substituenten nicht nachteilig beeinflussen die Wirksamkeit des Monomeren in einem Kleber. Die Ester der 2-Cyanacrylsäure werden in bekannter Weise hergestellt (US-PS 2 467 927, 3 254 111).wherein R is 1 to 16 Gr-alkyl * * - *. · ... · - Cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, phenyl or a heterocycle such as a furfuryl group can. The substituents can still be substituted, as long as these substituents do not adversely affect the effectiveness of the monomer in an adhesive. the Esters of 2-cyanoacrylic acid are produced in a known manner (U.S. Patents 2,467,927; 3,254,111).
Besonders bevorzugt werden als Kleber Alkylcyanacrylate, deren Alkylgruppe 1 bis 6 C-Atome enthält, sowie deren Gemische, insbesondere Alkyl-2-cyanacrylate mit 1 bis C-Atome in der Alkylgruppe (US-PS 3 832 334, 3 836 377).Particularly preferred adhesives are alkyl cyanoacrylates, whose alkyl group contains 1 to 6 carbon atoms, as well as their mixtures, in particular alkyl-2-cyanoacrylates with 1 to Carbon atoms in the alkyl group (U.S. Patents 3,832,334, 3,836,377).
Es wurde festgestellt, daß durch Anwendung der Alkylcyanacrylate als Kleber nach der Erfindung die Haftfestigkeit zwischen Folie und Kleber die Reißfestigkeit der Folie übersteigt. Es wird darauf hingewiesen, daß die Folien im allgemeinen eine geätzte und eine ungeätzteIt was found that by using the alkyl cyanoacrylates as an adhesive according to the invention, the adhesive strength between film and adhesive, the tear strength the film exceeds. It should be noted that the foils are generally one etched and one unetched
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Seite haben. Es ist zweckmäßig, die geätzte Seite der Folie mit dem Kleber in Berührung zu bringen.Side have. It is advisable to bring the etched side of the foil into contact with the adhesive.
Folgende Beispiele erläutern die Erfindung. Beispiel 1 The following examples illustrate the invention. example 1
Ein 19 χ 50 χ 127 mm Block aus Propylen, gefüllt mit 20 °/o Calciumsilikat. wurde gereinigt und dann händisch, eine dünne Schicht eines Alkylcyanacrylatklebers darauf verteilt. Es wurde das Handelsprodukt "Loctite Quick-Set Adhesive 404" angewandt. Bei diesem Kleber handelt es sich um ein Alkyl-2-cyanacrylat mit 1 oder 2 C-Atomen in der Alkylgruppe.A 19 χ 50 χ 127 mm block of propylene, filled with 20 % calcium silicate. was cleaned and then, by hand, a thin layer of an alkyl cyanoacrylate adhesive was applied to it. The commercial product "Loctite Quick-Set Adhesive 404" was used. This adhesive is an alkyl-2-cyanoacrylate with 1 or 2 carbon atoms in the alkyl group.
Auf diese Kleberschicht wurde eine Folie aus fluoriertem Äthylen-Propylen-Hischpolymer mit der geätzten Fläche aufgelegt und überschüssiger Kleber händisch abgepreßt. Hach 10 min wurde versucht, die Folie abzureißen. Es zeigte sich, daß die Folie Risse bekam.A film made of fluorinated ethylene-propylene copolymers with the etched surface was applied to this adhesive layer applied and excess glue pressed off by hand. After 10 minutes an attempt was made to tear off the film. It showed the film was cracked.
In Abwandlung des Beispiels 1 wurde ein Alkylcyanacrylatkl eber "Eastman 910" angewandt. Beim Versuch, die Folie abzuziehen von dem Block, zerriß diese.In a modification of Example 1, an alkyl cyanoacrylate class was used eber "Eastman 910" applied. When trying to slide the peeled off the block, tore it up.
In Abwandlung des Beispiels 1 wurde die Folie mit der nicht-geätzten Fläche auf den Kleber aufgebracht. Es zeigte sich, daß man nun die Folie vom Block abziehen konnte.In a modification of Example 1, the film was applied to the adhesive with the non-etched area. It was found that the film could now be pulled off the block.
Es scheint, daß die geätzte Fläche funktioneile Gruppen be-It appears that the etched surface contains functional groups
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- ψ - ψ
sitzt, die eine chemische Bindung mit dem Acrylat eingehen können. Polypropylen, welches der Hauptwerkstoff der Rahmen ist, weist Doppelbindungen auf, die als chemische Ansatzpunkte wirken können. Möglicherweise findet eine chemische Bindung des Klebers sowohl mit der geätzten .Fläche der Folie als auch mit dem Zellenrahmen statt.that form a chemical bond with the acrylate can. Polypropylene, which is the main material of the frame, has double bonds that are called chemical starting points can act. There may be a chemical bond between the adhesive and both the etched surface of the foil as well as the cell frame.
PATENTANSPRÜCHE:PATENT CLAIMS:
709819/0754709819/0754
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Legal Events
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